DŘEVĚNÉ KONSTRUKCEV POZEMNÍM STAVITELSTVÍ

Jan Krňanský

Dřevostavby: dynamicky rostoucí segment trhu

Struktura dokončených RD v ČR na bázi dřeva (v %)

období rodinné domky v ČR absolutně

1997-2004 1,6

2005 2,22005 2,2

2006 3,5

2007 5 1200 (1400)

2008 (odhad) ≈6 1500 (1400)

2009 (odhad) ≈7 1700 (1900)

Očekávaná trendy:• 15-17% podíl RD na bázi dřeva (asymptota SRN), tj. asi 4000 domků / rok• 15-17% podíl RD na bázi dřeva (asymptota SRN), tj. asi 4000 domků / rok• prosazování myšlenek trvale udržitelného rozvoje do legislativy EU→ podpora širší

aplikaci dřeva a jeho derivátů do konstrukcí obecně.

Dobrá zpráva: v ČR těžba dlouhodobě zaostává nad nárůstem dřevní hmoty.

Podmínka uplatnění: inovativní konstrukční řešení, schopná konkurovat silikátové bázi.

Ideově: proč dřevo do konstrukcí ?Hesla doby a proklamace: – trvale udržitelný rozvoj ve stavebnictví, tedy

• obnovitelné surovinové zdroje,• co nejmenší vložené energie,• možnost recyklace surovin, případně jejich ekologicky

bezproblémová likvidace• možnost recyklace surovin, případně jejich ekologicky

bezproblémová likvidace• preference produktů a technologií, šetrných k životnímu

prostředí

– zdravé vnitřní prostředí budov• Kvalita vzduchu (dostatečné výměna)• Emise anorganických látek (ozón, formaldehyd….)• Podmínky pro růst biologických kultur (plísně, bakterie…..)

– ochrana tepla• Výrobně energeticky úsporné budovy• Provozně energeticky úsporné budovy• Provozně energeticky úsporné budovy

– Aktuálně: program „zelená úsporám“ (MŽP)

Favorizované materiálové báze: – dřevo a jeho deriváty– materiály na biologické bázi– některé materiálové recykláty (papír, sádra,………….)

Věcně: proč dřevo do konstrukcí ?

• Argumenty akceptované trhem– Dřevo jako symbol zdravého bydlení– Cenová konkurenceschopnost– Energetika budov– Energetika budov– Úspora obestavěné plochy– Rychlost výstavby– Nízká hmotnost konstrukcí

• Díky čemu dnes může být stavění ze dřeva na nové kvalitativní úrovni:– Nová kvalita a sortiment materiálové – Nová kvalita a sortiment materiálové

báze– Pokrok v technologii výroby a montáže– Možnost konstruovat skutečné

dřevostavby (a ne nosné konstrukce z dřeva)

Kam (dnes) dřevěné konstrukce ?Lemma: potenciální masové využití konstrukcí na bázi

dřeva v současném pozemním stavitelství

• Rodinné domky jedno- a dvoupodlažní• Bytové domy a objekty občanské vybavenosti do 3

(4) podlaží (včetně primární nosné konstrukce)• Bytové domy a objekty občanské vybavenosti do 3

(4) podlaží (včetně primární nosné konstrukce)• Zateplení krovů a stropů bungalovů, půdy

posledního podlaží• Dodatečné zateplení stěn• Obvodové pláště budov s primární nosnou

konstrukcí z jiných materiálů (zdivo, beton, ocel)• Dostavby posledních podlaží vícepodlažních budov

• Svislé dělící konstrukce (ne mezibytové a jinak více akusticky náročné)

• Podlahové konstrukce• Podhledy• Obklady stěn

Ukázka I: Stavba občanské vybavenosti

Centrum ekologické výchovy KladnoAutor projektu: Ing. Arch. Jan ČervenýRealizace: SKANSKA CZ, 03 - 12.2009

Zkušenosti s užíváním DOK*

• Konkurenceschopnost:– Odstranění handicapů dřevostaveb → skutečná konkurenceschopnost

silikátům– Naplnění intuitivního chápání pojmu dřevostavba → marketingová síla– Filosofii udržitelného rozvoje a zdravého bydlení → politická podpora ze

strany EU → dotacestrany EU → dotace

CENTRUM EKOLOGICKÉ VÝCHOVY KLADNO

Ukázka II: Návrhy staveb užívající ve velkém měřítku dřevo a jeho deriváty

Prof. Bořek Šípek (& associates): QUANTORE (Holandsko)

M.Krejčík, Prof. Jiří Suchomel: kostel archanděla Michaela v Hradci Králové

Filosofie zdravého bydlení

Zdravé potraviny20 let filosofie zdravých potravin, produkovaných na ekologicky hospodařících farmách(potraviny bez použití různých chemických aditiv do zemědělských půd, bez genetickymodifikovaných osiv, průmyslově připravených krmiv a podobně).

Zdravé potraviny20 let filosofie zdravých potravin, produkovaných na ekologicky hospodařících farmách(potraviny bez použití různých chemických aditiv do zemědělských půd, bez genetickymodifikovaných osiv, průmyslově připravených krmiv a podobně).

Komerční dopad: trvalý růst prodeje zdravých potravin.

Zdravé domyKvalita prostředí, v němž trávíme většinu svého života, ovlivňuje naše zdraví stejnou měroujako potraviny, které jíme. Většina lidí dnes v budovách nejen bydlí, ale i pracuje. Průměrnáspotřeba vzduchu člověkem je asi 450 l/hodinu, tedy v domácím prostředí 6500 l/den. Protofilosofie zdravého bydlení.

Komerční dopad: trvalý růst prodeje zdravých potravin.

Zdravé domyKvalita prostředí, v němž trávíme většinu svého života, ovlivňuje naše zdraví stejnou měroujako potraviny, které jíme. Většina lidí dnes v budovách nejen bydlí, ale i pracuje. Průměrnáspotřeba vzduchu člověkem je asi 450 l/hodinu, tedy v domácím prostředí 6500 l/den. Protofilosofie zdravého bydlení.

Současný konstrukční koncept plášťů dřevostaveb

Základní východiska navrhování:Základní východiska navrhování:1. Nepustit do konstrukce vodní páru (obava

z biologické degradace) → používání parozábran

2. Nosná stěna jako symetrická „krabicová“ konstrukce (oboustranně plášťovaný rám

3. Návrhová filosofie: co parciální požadavek, to specializovaná vrstva (či dvě)→ vysoký počet vrstev systému → pracnost, cena……….

4. Co nejnižší cena materiálů → multimateriálovéřešení, báze „nesourodé“ se dřevemkonstrukce (oboustranně plášťovaný rám) řešení, báze „nesourodé“ se dřevem

cvičení

Zamyšlení nad současným RD, BD, podkrovím…. - dřevostavbou

Heslo doby Realita

Obnovitelné surovinové zdroje, ekologické materiály

PPS, lepidla na PPS, PE fólie, materiály s vysokým obsahem formaldehydu, ….

Energetická úspornost Malá tepelná kapacita → letní přehřívání → náklady Energetická úspornost Malá tepelná kapacita → letní přehřívání → náklady na chlazení 2-3x vyšší než na vytápění (black out)

Zdravé vnitřní prostředí Neprodyšný PE „pytel“ s hermetickými okny

Zásadní otázka: Co očekává stavebník, když se rozhodne pro dřevostavbu: dřevěnou nosnou konstrukci nebo život ve zdravém

Používání umělého větrání je řešením problémujen do té míry, do jaké jsme schopni trvale zaručitmikrobiologickou čistotu vzduchotechnickýchrozvodů (zdravotní studie SZÚ aj., SBS).

dřevěnou nosnou konstrukci nebo život ve zdravém prostředí tvořeném přírodními materiály ?

Známé letité handicapy dřevostaveb (rámového typu)(objektivní technické příčiny snížené konkurenceschopnosti vůči tradičním technologiím)

1.1. Malá tepelná stabilita interiérů Malá tepelná stabilita interiérů (léto)(léto)

2.2. Mizivá regenerace při vlhkostní Mizivá regenerace při vlhkostní 2.2. Mizivá regenerace při vlhkostní Mizivá regenerace při vlhkostní havárii (havárii (parozábranaparozábrana, , PPSPPS, TO), TO)

3. Nízká 3. Nízká zvukoizolačnízvukoizolační schopnost schopnost (vzduchová neprůzvučnost)(vzduchová neprůzvučnost)

4.4. Malá vlhkostní stabilita interiérů Malá vlhkostní stabilita interiérů ((parozábranaparozábrana))

5.5. Konstrukčně nestabilní řešení Konstrukčně nestabilní řešení 5.5. Konstrukčně nestabilní řešení Konstrukčně nestabilní řešení (fatální závislost na (fatální závislost na neporušenosti neporušenosti parozábranyparozábrany))

6.6. Konkurenčně chabé požární Konkurenčně chabé požární vlastnosti vlastnosti (developerské hledisko)(developerské hledisko)

Resumé pro předmět „124DRKO“

• Cíl přednášek: ukázat, že za stávajícího stavu poznání a při současnémateriálové bázi je možné realizovat plnohodnotné (a cenověkonkurenceschopné) konstrukce ze dřeva.

• Východisko: podrobnější rozbor vybraných partií z následujících disciplín:• Východisko: podrobnější rozbor vybraných partií z následujících disciplín:– Aktuální materiálová báze (zejména biomateriály)– Materiálové inženýrství– Stavební fyzika– Stavební mechanika– Technologie

• Konstatování: pro kvalitní návrh dříve specifikovaných konstrukcí na bázidřeva není rozhodující hledisko statiky. Těžiště problémů leží v materiálecha stavební fyzice (teplo, vlhko, akustika).a stavební fyzice (teplo, vlhko, akustika).

• Poznámky: názorová nejednotnost v oboru, dojmy a pojmy, v porovnání sesilikátovou bází slabý background.

• Přednášky o málo publikovaných věcech. Návaznost na předmět MaK(léto). Ne všechny prezentované názory jsou přijímány některýmiodborníky z oboru kladně.

Nezastupitelná role experimentů a měření in situ při vývoji…...

Jediný způsob jak se dozvědět, co se v konstrukci skutečně děje. Nedostatečná úroveň poznání resp. norem pro popis skutečného chování těchto konstrukcí.

Odborné předpoklady k tématu

• Podrobná znalost současného stavu z vlastní praxe v oboru dřevostaveb (cca 15 let):

– odborná konzultační činnost (asi 40 firem v pravidelném kontaktu),– návrh technologií linek pro panelovou výrobu dřevostaveb,– návrhy resp. modifikace výroby materiálů na biologické bázi

• Bezprostřední souvislost s problematikou multimateriálových soustav (MaK)• Spolupráce s SZÚ: kvalita vnitřního mikroklima obytných budov• Spolupráce s SZÚ: kvalita vnitřního mikroklima obytných budov• Patentovaná řešení, certifikáty konstrukcí: systémy diffuwall a Rigips-diffuwall (od

02/08 cca 500 domů), diffuroof, diffutop, diffusheet

Kontrola skutečné realizace objektů….

Jediný způsob, jak zajistit splnění předpokladů, za kterých byla konstrukce navržená.

Legislativní souvislosti• Za správnost technického řešení je zodpovědný

projektant.

• Podle NV 163 nutno prokázat:– Únosnost a stabilitu – Požární bezpečnost– Požární bezpečnost– Bezpečnost provozu– Zdravotní nezávadnost a hygienu prostředí– Ochranu tepla– Akustiku

• Prohlášení o shoděPodle NV č. 312/2005 Sb., dále Stavebního zákona je dodavatel stavby povinen na vyžádání investora vydat písemné Prohlášení o shodě. Obvykle se tak děje při kolaudaci stavby.

• Není v silách ani ve finančních možnostech• Není v silách ani ve finančních možnostechjedince u každé stavby prokazovat všechnypožadavky.

• Jediné rozumné řešení: používat certifikovanésystémy všude, kde to jde. U dřevostavebspeciálně obalové konstrukce.

Certifikát je právně závazný dokument pro ČR (EU).

Certifikát potvrzuje a ověřuje, že daný výrobek má vlastnosti v souladu s požadavky příslušných norem a NV 163.

Tvorba systémového řešení – mezioborová spolupráce

Spolupráce s institucemi:Spolupráce s institucemi:• Katedra netkaných textilií TU v Liberci• Krajská hygienická stanice Liberec, SZÚ• Mendelova zemědělská a lesnická universita v Brně• Centrum Stavebního Inženýrství Praha• Centrum Stavebního Inženýrství Praha• PAVUS Veselí nad Lužnicí

Spolupráce s firmami (neúplný výčet):Spolupráce s firmami (neúplný výčet):• Smrečina Hofatex, Banská Bystrica dřevovláknité materiály• Saint Gobain (Rigips) sádrovláknité desky• Kronospan, Egger, Agepan OSB• Kronospan, Egger, Agepan OSB• JUB a.s., Praha, Dol při Ljublanji (Slovinsko) tenkovrstvé omítky• Union Lesní Brána, Dubí tepelné izolace• Thermo Holding, Praha zastoupení STO tenkovrstvé omítky…….• Jilana a.s., Jihlava izolace z ovčí vlny• Isocell GmbH difúzní membrány• HPM-TEC speciální vruty

Příklad: environmentálně aktivní materiály- ovčí vlna

Vývoj výrobku do komerčního užití:– Perspektivní materiálová báze– Vysoká sorpční schopnost– Technologie kolmého vlákna (TU Liberec)– Environmentální aktivita